LaX(X= N, P, As, Sb) 晶体的能带结构和化学键性质研究3.PDF

V o l. 19 高 等 学 校 化 学 学 报 N o. 3　 1 9 9 8 年 3 月 　　 　　　 CH EM ICAL JOU RN AL O F CH IN E SE U N IV ER S IT IE S　　　　　 429～ 432　 ( = , , , ) 晶体的能带结构和化学键性质研究 L aX X N P A s Sb 孟庆波　武志坚　张思远 ( ) 中国科学院长春应用化学研究所稀土无机材料实验室, 稀土化学和物理开放实验室 , 长春, 130022 摘要　用 能带程序计算了 ( = , , , ) 晶体的能带结构, 得到的晶体能 LM TO A SA L aX X N P A s Sb 隙分别为L aN 2 30 eV , L aP 2 05 eV , L aA s 166 eV , L aSb 134 eV , 与实验结果基本相符. 利 用价电子总数在阴阳离子上的分配数之比, 给出计算晶体化学键性质的经验关系式, 根据该式计 算晶体化学键的共价性与文献结果非常吻合, 说明了该关系式的合理性. 关键词　能带结构, 化学键性质, 氮化镧系列晶体 分类号　 64 1 O ( ) 在过去的几十年里, L aX 由于其结构简单 N aC l 结构 、稳定性好及潜在的应用前景而 引起人们的广泛注意. 研究表明, L aN 是一个半导体, 其能隙为 082 eV [ 1 ]、2 6～ 2 9 eV [2 ] ; 对于L aP , 其能隙为 146 eV [3 ] 或小于 30 eV [4 ] ; 对于L aSb , 所观测的能隙差别稍大一些, 有人认为它是半导体, 能隙为 07～ 08 eV [ 1 ] , 还有人则认为它是半金属, 即导带和价带有一 [ 5～ 7 ] [ 8 ] 个很小的重叠 . 观测到的平均能隙为 60 eV . 在理论工作方面, 简单的经验分析表明, L aN 是半导体, 其能隙 170 eV [9 ] ; 格林函数方法给出L aP 也是半导体, 能隙为 03 eV [ 10 ]. 然而, 使用缀加平面波方法( ) 计算的结果表明, 均为半金属[ 11, 12 ] , 关于 系列 A PW L aX L aX 化合物晶体的最基本的性质, 如究竟是半金属, 还是半导体, 一直存在争议, 所以仍需进一 步研究. 另一方面, 晶体的化学键性质也是人们非常感性趣的问题, 目前关于晶体化学键性 质的研究主要应用 半经验的介电描述[ 13～ 15 ] 理论, 但还未见到利用第一性原 Ph illip s V ech ten 理的计算结果来标度化学键性质的工作. 近年来, 发展和完善的 能带理论[ 16 ] 已